Использование надсмольной воды в качестве ингибитора накипеобразования
Использование надсмольной
воды в качестве ингибитора накипеобразования
Ю.В.Карпович , И.Г.Крутько
Донецкий национальный
технический университет
Снижение накипеобразования в теплообменной аппаратуре
– первостепенная задача для технологических процессов коксохимического
производства. При нарушении теплообмена затрудняется охлаждение коксового газа
в первичных газовых холодильниках, что приводит к потерям химических продуктов и
перерасходу электроэнергии для расхода газа.
Природные воды, используемые в качестве охлаждающего
агента в теплообменной аппаратуре, вызывают образование на поверхности нагрева
солевых отложений, состоящих преимущественно из карбоната кальция. Это обусловлено
распадом солей карбонатной жесткости при нагревании воды с потерей углекислоты
и выпадением в осадок карбоната кальция. Интенсивность образования осадка
зависит от температуры нагрева и количества бикарбонатов в воде.
Для предупреждения отложений карбоната кальция на
коксохимических предприятиях испытано много различных способов обработки
охлаждающей воды: подкисление серной кислотой; фосфатирование; обработка
фенольными водами, содержащими хлорид и сульфат аммония. В настоящее время для
предотвращения накипеобразования в оборотных системах водоснабжения все большее
применение находят фосфорорганические соединения. Эффективным соединением
данного класса является оксиэтилидендифосфоновая кислота.
Для обеспечения эффективного управления
кристаллизацией малорастворимых солей в водной системе оксиэтилидендифосфоновой
кислотой предлагается производить предварительное умягчение подпиточной воды. В
качестве реагентов для умягчения воды рекомендуют различные вещества: соляную
кислоту, серную кислоту, сульфат аммония, хлорид аммония и др.
Однако все эти способы не обеспечивают безнакипного
режима работы теплообменной аппаратуры.
Образование карбонатных отложений трудно предотвратить
потому, что в условиях производства техническая вода, поступающая на пополнение
циклов, характеризуется высокой общей (8-15 мг-экв/л) и карбонатной (5-7
мг-экв/л) жесткостью.
Надсмольная вода газосборникового цикла является одним
из наиболее вредных сбросов в фенольную канализацию. Высокое содержание в ней
органических и минеральных примесей осложняет работу биохимустановки (БХУ).
Поэтому эта вода, минуя БХУ, поступает на тушение кокса.
При взаимодействии компонентов воды с раскаленным
коксом в атмосферу выбрасываются вредные вещества в виде паров и продуктов
разложения солей связанного аммиака и других примесей (аммиак, хлористый
водород, роданиды, цианиды, фенолы и др.), коксотушильное оборудование
подвергается интенсивной коррозии.
Между тем, надсмольная вода благодаря присутствию в
ней минеральных и органических соединений может быть использована для
стабилизационной обработки оборотной охлаждающей воды. Надсмольная вода
представляет собой концентрированный раствор хлористого аммония (до 50 г/л), в
ней присутствуют также органические основания, фенолы и др.
Вследствие наличия в надсмольной воде органических
веществ она обладает способностью снижать коррозионную активность водной
системы.
Предотвращение образования карбонатных отложений при
использовании смеси технической и надсмольной воды объясняется в основном
протеканием обменной реакции между бикарбонатом кальция и солями аммония с
образованием хлорида кальция. Взаимодействием связанных солей аммония с
бикарбонатом кальция соли временной жесткости переводятся в соли постоянной
жесткости, не кристаллизующиеся в теплообменной аппаратуре.
В то же время присутствие в оборотной системе
связанных солей аммиака способствует растворению старых карбонатных отложений.
Оценку устойчивости бикарбонатных водных растворов и
определение эффективности обработки технической воды надсмольной водой проводили
в лабораторных условиях. Определенный объем технической воды с добавкой
надсмольной воды и без нее выпаривали при 80°С до достижения необходимой
кратности упаривания. Далее систему анализировали на содержание ионов кальция и
магния, после чего рассчитывали количество кальция, выпавшего в осадок.
Методика эксперимента заключается в следующем. В
несколько стаканов приливали по 400 мл технической воды. Содержимое первого
стакана выпаривали без какой-либо обработки. В остальных стаканах воду
предварительно умягчали надсмольной водой в количестве 5, 10, 15% от объема
взятой технической воды.
Результаты лабораторных исследований представлены в
таблице.
Таблица – Результаты стабилизационной обработки
технической воды
|
№ опыта
Похожие работы на - Использование надсмольной воды в качестве ингибитора накипеобразования
|